¿Que es un sistema experto?

Durante años la actividad de la Inteligencia Artificial estuvo dedicada a las investigaciones teóricas y al desarrollo de experimentos a través de programas que demostraran “actitudes inteligentes”, con estos programas se pretend’ia que la máquina jugara ajedrez, demostrara teoremas matemáticos, etc.

No fue hasta los años 70 que surgió un nuevo paradigma en la Inteligencia Artificial “los Sistemas Expertos”, cuya función es desarrollar trabajos similares a los que desarrollar’ia un especialista en un área determinada, la idea no es sustituir a los expertos, sino que estos sistemas sirvan de apoyo a los especialistas en un “dominio” de aplicación específico.

Estos sistemas expertos son en lo esencial sistemas de computación basados en conocimientos cuyos componentes representan un enfoque cualitativo de la programación. Muchas personas pueden creer que un Sistema Experto (SE) es un sistema compuesto por subsistemas y a su vez estos por otros subsistemas hasta llegar a los programas, y que los SE se miden por la cantidad de programas que contienen. Sin embargo la cantidad no es lo que prima en los SE, si no la cualidad del mismo, esta cualidad está dada por la separación de las reglas que describen el problema (Base de Conocimientos), del programa de control que es quien selecciona las reglas adecuadas (Motor de inferencias).

Podemos decir que un Sistema Experto es una Base de Conocimientos (BC), una Base de Hechos (BH) y un Motor (o Máquina) de Inferencias (MI). Por otra parte estos sistemas no se miden por la cantidad de instrucciones o programas sino por la cantidad de reglas que hay contenida en su Base de Conocimientos.

Para desarrollar los sistemas expertos primero es necesario abordar un área de interés, dentro de esta área se seleccionan a los expertos, que son los especialistas capaces de resolver los problemas en dicha área. Por ejemplo el área de interés de las empresas de proyectos, son precisamente los proyectos y un especialista podría ser un arquitecto, un ingeniero civil, etc. Ahora bien, casi siempre estos especialistas, son expertos en un dominio específico y es sobre este dominio, donde poseen su mayor experiencia (Dominio de Experticidad), por ejemplo un Ing. civil especializado en cimientos.

Una vez seleccionado al experto o a los expertos y estos estén de acuerdo en dar sus conocimientos, comienza a jugar su papel el “Ingeniero de Conocimientos”, que es el encargado de extraerle los conocimientos al experto y darle una representación adecuada, ya sea en forma de reglas u otro tipo de representación, conformando as’i la base de conocimientos del sistema experto.

Formas de representación de los conocimientos:
Reglas de producción
Redes semánticas
Marcos (Frames).

La forma de representación más usada es por reglas de producción, también llamadas reglas de inferencias. Casi todos los sistemas expertos están basados en este tipo de representación, ahora nos ocuparemos de los sistemas basados en reglas.

Las reglas de producción son del tipo:
SI Premisa ENTONCES Conclusion (SI A ENTONCES B).

Donde tanto las premisas como la conclusión, no son más que una cadena de hechos conectados por “Y” o por “O”, de forma general sería:

SI Hecho1 Y/O Hecho2 Y/O… HechoN ENTONCES Hecho1 Y/O … HechoN

Los hechos son afirmaciones que sirven para representar conceptos, datos, objetos, etc. Y el conjunto de hechos que describen el problema es la base de hechos.

Ejemplo de hechos:
Juan es un estudiante
Juan tiene 8 años
el perro es blanco
a María le gusta el cine
Pedro prefiere la película
la edad de Luis es de 25 años
Pedro tiene un salario de 200 pesos

Una regla es una combinación de hechos que permite representar conocimientos y sacar inferencias de los mismos.

Ejemplo de reglas:

R1: SI Juan es esgudiante Y Juan tiene 8 años Entonces Juan estudia en la primaria .

R2: SI el perro es blanco Y el perro se llama Dinky ENTONCES el perro es de Juan.

R3: SI a Maria le gusta la pelicula Y Juan prefiere la pelota ENTONCES hacen falta e televisiores

Observe como partiendo de hechos conocidos que describen algún conocimiento se pueden inferir nuevos hechos (nuevos conocimientos), por otra parte la regla #2 (R2), no tiene porque ser totalmente cierta, existe la posibilidad de que el perro sea de Juan, quizás se puede afirmar, si fuéramos a cuantificar esa posibilidad, que el perro pertenece a Juan con una certeza de un 80%, y por último la regla #3 (R3) es dependiente del contexto, ya que aquí se supone que ambos viven juntos y que los programas de TV coinciden.

La Base de Conocimientos (BC).
Son el conjunto de reglas que permiten representar los conocimientos del dominio de experto donde cada regla aisladamente tiene significado propio. Normalmente los conocimientos son de tipo declarativo por lo cual la BC casi siempre es una descripción de los conocimientos del experto, por lo tanto requiere de algún mecanismo que obtenga las inferencias adecuadas para resolver el problema, alguien que seleccione las reglas y las vaya ejecutando, ese alguien es el motor de inferencias.

El Motor de Inferencias (MI) es un programa de control cuya función es seleccionar las reglas posibles a satisfacer el problema, para ello se vale de ciertas estrategias de control sistemáticas o de estrategias heurísticas.

Estrategias de control sistemático:
Encadenamiento hacia adelante o hacia atrás.
Búsqueda en profundidad o a lo ancho.
Régimen de control irrevocable o por tentativa.

Estas estrategias son de forma sistemática las cuales deben llevar a la solución del problema. Podemos decir que el control sistemático es un programa de control hecho de forma “algorítmica” que aplican una heurística de propósito general cuya función es una exploración exhaustiva y metódica de la base de conocimientos.

Estos mecanismos de control son muy generales y a veces resultan ineficientes ya que siguen una secuencia de búsqueda demasiado rígida, para resolver esto se idearon las estrategias de control heurísticas.

Las estrategias de control heurísticas son programas de control que utilizan una heurística más específica y su función es una selección más restringida orientada por las necesidades del problema. Estas estrategias actúan sobre el control sistemático y en ciertos casos toma el control y dirige la búsqueda hacia ciertos criterios rompiendo así el control sistemático, una vez logrado su objetivo le devuelve el control nuevamente al sistemático.

Estrategias de control heurísticas:
Orden de las reglas.
Mayor credibilidad en las reglas.
Menor número de cláusulas no instanciadas.
Mayor número de conclusiones en las reglas.

Podemos decir que un sistema experto, es un sistema informático que utiliza técnicas apropiadas para la representación de conocimientos y la manipulación de este, de forma tal que exhiba el comportamiento de un avezado especialista en un determinado dominio del saber.

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Acerca de Alejandro

Licenciado en Cibernética Matematica. Trabajo el tema de la Inteligencia Artificial desde 1986. He publicado articulos y ensayos sobre la Cibernetica y las tendencias tecnologicas. También he publicados narraciones de ciencia ficción
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47 respuestas a ¿Que es un sistema experto?

  1. colapsomine dijo:

    Estupenda entrada sobre sistemas expertos. Muy interesante y sobre todo clara! Enhorabuena por el blog.

  2. alejandro313 dijo:

    Me alegra que te haya gustado el articulo
    Saludos.

  3. cesar dijo:

    ESTA REBUENO ASI PODRE DISERTAR DE MEJOR FORMA PASADO MAÑANA DE STE TEMITA EN LA UNIVERSIDAD.. BUENO RE BUENO

  4. Alejandro313 dijo:

    Cesar

    Gracias y que tu disertación sea un exito.

    Saludos

  5. casi-ing dijo:

    buenas, me parece interesante el articulo, pero quisiera saber que preguntas algo dificiles puedo sacar de este tema, me es urgente para una discusion en clases, ayuda please.. gracias.

  6. AnOrmaL dijo:

    Esta buenisiiima la entrada muy completa, detallada y con ejemplos exceleneee!!

  7. maguito dijo:

    hojala sigan entrando a sistemas expertos

  8. CARLOS dijo:

    EXCELENTE EL BLOG,ME ACLARO EL PANORAMA SOBRE LOS SISTEMAS EXPERTOS, UNA EXPLICACION MUY CLARA Y ENTENDIBLE SOBRE EL TEMA. MUY BUENO. =)

  9. Alejandro313 dijo:

    Gracias Carlos,

    Con este articulo trato de dar una idea, lo mas simple posible de lo que es un sistema experto, despues tendran que seguir leyendo sobre el tema. Para mi un tema fascinante.

    • Santiago Felix dijo:

      Hola Alejandro que tal se siente, tengo interes en realizar la programacion de un sistema esperto para analizar una estructura de edificacion, entiendo que para personas sin conocimientos previo esto puede resultar un poco complicado, por lo que le solicito que me las pautas a seguir y me diga en que programas de computadora puedo programas este tipo de sistemas.

      talves el tema le paresco algo complicado pero en lo adelante le puedo decir de que se trata…

      muchas gracias

  10. Diego dijo:

    Muy clara la explicación, estoy construyendo un prototipo de estos sistemas para mi lugar de trabajo y este articulo me ha venido como anillo al dedo.

    Gracias

  11. Gladys233 dijo:

    muy buen documento… excelente!! ahora tengo una interrogante, me llama mucho la atencion los sistemas expertos, no se si plantear algo asi en mi tesis… la verdad me gustaria! pero quisiera combinarlo con la rama de la administracion… Me pudieran dar una idea? soy estudiante de ing de sistemas!

    • Alejandro dijo:

      Gladys, actualmente estoy dedicado a las implicaciones sociales del mal uso de la Iinteligencia Artificia. En mi epoca de progrador desarrolle sistemas expertos aplicados a la ingenieria, para el tratamiento de horno, la carpiteria y herrje, cocinas comedor, estructuras metalicas. No estoy familiarizado con las aplicaciones para la gestion administrativa. Si tuviera que trabajar sobre ese tema buscaria inormacion sobre el Data Mining, que se aplica al tratamiento de forma inteligente de las bases de datos.

  12. omar dijo:

    muy buen tema el de sistemas expertos, oajala sigas poniendo un poco mas acerca de este tema… me parece muy interesante, ademas de que lo voy a estar utilizando, espero me puedas ayudar.

    De antemano muchas gracias

  13. Gustavo dijo:

    Alejandro, gracias por los conceptos claros vertidos en este, pero me gustaría tener una diferencia más clara de cómo procede el motor de inferencia en un SE basado en Reglas y un SE basado en Probabilidades?.

    Agradezco mucho la información o links que puedas ofrecerme.

    Gracias

  14. anyelis dijo:

    excelente gracias me ayudo mucho con mis estudios. pero me gustaría saber mas sobre las Estrategias de control heurísticas:, ya que solo las menciona, me gustaría saber como funciona cada una es que estoy haciendo una investigación de eso y en Internet la información es muy baga , gracias

  15. excelente informacion!… me gustaria saber si existe la posibilidad de que me facilite informacion de un codigo perteneciente a un sistema experto, o en que lenguaje de programacion se puede hacer…. gracias

  16. ronald dijo:

    Excelente comentario estoy buscando informacion acerca de sistemas expertos aparte de este excelente articulo que otras me recomienda de antemano gracias

  17. Pingback: Sistemas Expertos (SE) « santiagosilvamyblog

  18. Pingback: SISTEMAS EXPERTOS « María Belén Novillo S.

  19. Pingback: Ilisvargas's Blog

  20. FLOR ANGELICA dijo:

    QUE TAL ALEJANDRO!!
    LE FELICITO POR SU BLOG, ESTÁ MUY CLARA, CONCRETA LA INFORMACION QUE MANEJÓ SOBRE SISTEMAS EXPERTOS. ME GUSTÓ MUCHO SU CONCLUSION PARA EL FINAL DEL ARTICULO. SALUDOS.

  21. Ir!&¡ta dijo:

    sta buena la informacion me gusta!!!!!!!!!!!!!!!!!!
    ke bien k pongan informacion util y no puras cosas k no valen la pena

  22. Ir!&¡ta dijo:

    ke buena stas la inofmracion, me gusta mxxxo!!!!!!!!!1
    k bien k pongan cosas utiles y no kosas k la verdad no valen la pena
    jajajajajajajajajajajajjijijijijejejejejejeje
    baeyyyy!!!!!!!!

  23. Diego Ocampo dijo:

    sistemas expertos es lo mismo qe inteligencia artificial no.??

  24. grace dijo:

    hola buenas noches, esta muy completa la informacion y mi tesis es sobre un sistema experto para elaboracion y planificacion de horarios academicos… estaba buscando informacion y me gusto lo que tienes aki y en la otra pag q mencionas.. porfa serias tan amable de decirme kienes son los autores de la informacion q tienes? ya que me piden el sustento y tengo q colocar nombre de autores y año para q no se vea como plagio.. de antemano te agradeceria tu pronta respuesta.. gracias :)

  25. Cristian dijo:

    Excelente articulo justo lo que necesito. Saludos desde Colombia y ojala siga sacando artículos sobre sistemas expertos

  26. richard dijo:

    Como realizar un articulo de sistemas expertos

  27. alberson jackitory dijo:

    que buena lec me gusto

  28. daniela pinzon dijo:

    es horrble gas

  29. dulce dijo:

    wooooow….
    yo apenas estoy comenzando en esto de la IA y los sistemas expertos.
    pero realmente me gusto mucho la información presentada, ya que a mi parecer fue clara y directa.
    jajaja hasta me emocionó XD
    Gracias :)
    mmmm…esta genial este blog!!

  30. cesar arteaga dijo:

    MUCHAS GRACIAS ANDUBE BUSCANDO POR MUCHO TIEMPO UNA INTRODUCCION DE SISTEMAS EXPERTOS DIGERIBLE Y CLARA GRACIAS \_// :3

  31. brenda alavarado garcia dijo:

    hola,
    donde puedo encontrar los postulados que rigen la inteligencia artificial?

    • Alejandro dijo:

      Hola Brenda

      Disculpa la demora, estaba de vacaciones.
      No existe una definiciona exacta sobre la IA, ya que su interpretacion ha ido variando con el tiempo y sus conceptos han ido pasando de la representacion simbolica, a la representacion conexionista, hasta llegar a conceptos basados en la emergencia. En este blog yo trato muchos de los conceptos de la IA.
      Pienso que cualquier libro introductorio te puede servir, en internet existe muchos PDF sobre IA.

      Saludos, Alejandro

  32. Carlos dijo:

    super duper interesante… con tu ejemplo de “inferencias” me hiciste recordar cuando lleve mi curso de IA en la Unirsidad… saludos y gracias por los aportes estimado.

  33. Noely dijo:

    Buena informacion =) Gracias por publicar

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